Главная | Обратная связь

Фізичні властивості

Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5 % - ний водний розчин густиною 1,84 г/см3 або так званий «олеум», тобто розчин SO3 в H2SO4. У воді H2SO4 розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H2SO4 треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Виділення тепла обумовлюється утворенням гідратів H2SO4 • H2O, H2SO4 • 2H2O і ін.

Концентрована H2SO4 активно вбирає вологу, завдяки чому її часто застосовують для висушування газів, які хімічно не взаємодіють з нею. Концентрована сульфатна кислота руйнує рослинні і тваринні організми, і працювати з нею слід дуже обережно. Якщо кислота попаде на шкіру, її треба негайно змити великою кількістю води і промити уражене місце розведеним розчином амоніаку. Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини, цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них водень і кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. Обвуглювання цукру, наприклад, можна схематично зобразити таким рівнянням:

C12H22O11 + (nH2SO4) → 12C +11H2O (nH2SO4)

Хімічні властивості

Сульфатна кислота - у водних розчинах дисоціює майже повністю та відноситься до сильних кислот:

Н2SО4 = 2Н+ + SО42-

Солі сульфатної кислоти мають назву сульфати. Наприклад: Mg SО4 - Магній сульфат.

При дії розведеної сульфатної кислоти на метали, які у електрохімічному ряді активності металів розташовані ліворуч водню, виділяється водень.

Mg + Н2SО4 = Н2+ Mg SО4

Сульфатна кислота реагує з основними оксидами, основами та солями.

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

ZnO + 2H+ +SO42- = Zn 2+ +SO42- + H2O

ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2Na++ 2OH- +2H+ +SO42- =2Na++ SO42- + 2H2O

H++OH- = H2O

Якісна реакція на сульфат-йон – утворення білого сірчистого осаду з солями Барію.

Н2SО4 + 2КОН= К2SО4 + 2Н2О

Н2SО4 +СаО = Са SО4 +Н2О

К2SО4 +Ва(NO3)2=BaSO4+2KNO3

Застосування

Застосування сульфатної кислоти дуже широке і різноманітне. Головним споживачем її є виробництво мінеральних добрив — суперфосфату і сульфату амонію, а також нафтова промисловість для очистки газу, мінеральних масел та інших нафтопродуктів. У хімічній промисловості цю кислоту застосовують при виробництві барвників, штучного волокна, залізного купоросу FeSO4•7H2O, мідного купоросу CuSO4 • 5H2O і інших продуктів.

ОЛЕУМ

(18,5-62 % розчин сульфатного ангідриду (SO₃) в 100 % Н₂SO₄ (моногідраті) - олеум (О.). О. містить піросульфатну кислоту Н₂S₂О₇ (Н₂SО₄ ^. SО₃); О. для нітрози містить 20 % вільного SO₃; О. для іншої мети містить 18,5 % SO₃; Н₂SO₄ - безводна сульфатна кислота (моногідрат); 60 % розчин Н₂SO₄ у воді - камерна кислота; 75 % розчин Н₂SO₄ у воді - баштова кислота; 90,5 % розчин Н₂SO₄у воді - купоросне масло баштових систем; 92-94 % розчин Н₂SO₄ у воді - акумуляторна кислота (сорти А і Б); 93,5-95,6 % розчин Н₂SO₄ у воді - реактивна кислота; 92,5 % розчин Н₂SO₄ у воді - контактна кислота)
Молекулярна формула.Н₂SO₄^.SO₃ (H₂S₂O₇)-піросульфатна кислота, О., дисульфатна кислота. М= 356.

Агрегатний стан за н. у.:рідина.

Зберігання і транспортування.О., купоросне масло, баштову кислоту зберігають і перевозять у сталевих нефутерованих цистернах, неконцентровану кислоту - у сталевих цистернах, які футеровані свинцем, вініпластом або поліізобутиленом. Використовуються скляні бутлі, склянки з притертими пробками, залізні ємкості. При зберіганні О. і сульфатної кислоти треба ізолювати їх від металевих порошків, карбідів, солей нітратної, хлорнуватистої (гіпохлоритної), пікринової кислот і горючих матеріалів. О. і сульфатна кислота перевозяться залізничним транспортом.

Фізичні і хімічні властивості. Сульфатна кислота (С.к.) - масляниста, в чистому вигляді прозора без кольору рідина. Т. плавл. 10,4 ⁰С; т. кип. 296 ⁰С. Густина 1830,5 кг/м³ (20 ⁰С). З водою змішується в будь - яких відношеннях, при цьому виділяється велика кількість тепла. Починаючи з 200 ⁰С і вище виділяє пари SO₃, які з водяною парою утворюють білий туман. Товарна С.к. часто забруднена арсеном, тому при дії її на метали можливе утворення сильної отрути AsH₃, домішки арсену часто містяться і в металах. Концентрована С.к. - досить сильний окисник, особливо при нагріванні. Вона окиснює HI і HВr до галогенів, вугілля до CO₂, S до SO₂, а також багато металів. 93 % С.к. не діє на залізо. Утворює два типи солей: сульфати (середні солі) і гідросульфати (кислі солі). При охолодженні О. піросульфатна кислота Н₂S₂O₇ виділяється у вигляді безбарвних кристалів. Солі піросульфатної кислоти - піросульфати (дисульфати) утворюються при нагріванні гідросульфатів. При нагріванні вище температури плавлення піросульфати розкладаються з виділенням сірчаного ангідриду (SO₃), і переходять у сульфати.

Вибухо- і пожежонебезпечність. Не горить, зневоднює деревину, підвищує її здатність до горіння. Спричинює займання органічних розчинників і мастил, в умовах пожежі може утворювати вибухонебезпечні суміші.

Основна небезпека. Спричинює займання органічних розчинників і мастила. Викликає сильні болючі опіки шкіри; призводить до сильних уражень очей і повної втрати зору.

Оксид сульфуру (VІ) S0₃(триоксид сульфуру) — безбарвна рідина, яка за температури, нижчої від 17 °С, кристалізується, перетворюючись на довгі шовковисті кристали. Дуже летка речовина, сильний окисник. Токсичний, уражує слизові оболонки й дихальні шляхи, викликає тяжкі опіки шкіри, енергійно руйнує органічні сполуки. Зберігають його у запаяних скляних посудинах. Оксид сульфуру (VІ) на повітрі димить, бурхливо взаємодіє з водою з виділенням великої кількості теплоти, утворюючи сульфатну кислоту:

S0₃ + Н₂0 = H₂S0₄

Він може навіть вбирати вологу з повітря, утворюючи білий туман, що складається з найдрібніших краплинок сульфатної кислоти.

Оксид сульфуру(VI) розчиняється у концентрованій cульфатній кислоті H₂S0₄, і цей розчин називаєтьсяолеумом.

Знаючи, що S0₃ — типовий кислотний оксид, напишіть рівняння реакцій, характерних для нього.

 

Добувають оксид сульфуру(VI) у результаті окиснення S0₂ киснем повітря (напишіть рівняння реакції).

 

За звичайних умов ця реакція відбувається дуже повільно. Значно швидше і легше вона відбувається за температури 450—600 °С і за наявності каталізатора оксиду ванадію(V) V₂0₅.

Застосовується оксид сульфуру(VI) S0₃ у виробництві сульфатної кислоти H₂S0₄. У лабораторній практиці він використовується як водовбирний засіб.

 

Нітроген з оксигеном утворює п'ять оксидів, в яких він виявляє ступінь окиснення від +1 до +5:

_{+1 +2 +3 +4 +5}

N₂0, NO, N₂0₃, N0₂, N₂O₅

 

Різний кількісний склад оксидів нітрогену (і різна їхня будова) зумовлює відмінність їхніх властивостей.

Усі оксиди нітрогену дуже отруйні, за винятком N₂0.

Серед них розглянемо оксид нітрогену (ІІ) NO та оксид нітрогену (IV) N0₂.

Сульфати

Більшість солей сульфатної кислоти легко розчиняються у воді. Малорозчинними є плюмбум сульфат і кальцій сульфат, практично нерозчинними у воді та кислотах є барій сульфат і стронцій сульфат.

Якісна реакція на розчинні сульфати – взаємодія з розчинними солями Барію - BaCl₂, Ba(NO₃)₂

Багато солей сульфатної кислоти кристалізуються із розчинів у вигляді кристалогідратів, які називаються купоросами.

Купороси– технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів, тобто солей сульфатної кислоти, які містять кристалізаційну воду.

 

В основному це солі Купруму, Феруму, Ніколу, Кобальту і Цинку.:

Гіпс CaSO₄ · 2H₂O до купоросів не належить, оскільки Кальцій не є важким металом.

Гіпс CaSO₄ · 2H₂O так само, як і безводний кальцій сульфат CaSO₄ використовують у будівництві, в медицині тощо.

Натрій сульфат Na₂SO₄ – у виробництві скла, а його кристалогідрат Na₂SO₄ · 10H₂O – глауберову сіль використовують як проносний засіб у медицині.

Калій сульфат К₂SO₄ та амоній сульфат (NН₄)₂SO₄ служать добривами.

Барій сульфат BaSO₄ застосовують у виробництві паперу, гуми та білої мінеральної фарби, а також у медицині для рентгеноскопії шлунку („Барієва каша”).